毒品的快速檢測技術與應用

曹志強　王則奮　阮　恒　吳建璋　夏文秀　宋漫玲　譚　軍　

毒品的快速檢測技術與應用

曹志強王則奮阮恒吳建璋夏文秀宋漫玲譚軍

（廣西產研院生物制造技術研究所有限公司，廣西 南寧 530201）

目前針對吸毒人員的快速篩查主要通過檢測尿液、唾液和發毛來實現。近年來，毒品快速檢測技術取得了很大的進展，為及時發現現場疑似毒品和吸毒人員提供了良好的條件，也為打擊毒品犯罪奠定了基礎。與尿液和唾液相比，毛發具有取樣方便、性質穩定、易保存、檢測時限長、適用范圍廣等優勢。文章介紹了目前常見的毒品快速檢測技術及其在毛發中毒品檢測的應用，并簡要分析了國內市場狀況。

毒品檢測；快速檢測技術；毛發；國內市場分析

引言

毒品、艾滋病、恐怖主義活動并稱世界三大公害。毒品濫用嚴重危害社會安全和人類生命健康?！?021年世界毒品報告》顯示[1]，全球目前約有2.75億人吸毒，比2010年增加了22%，預計2030年吸毒人口將增加11%，在2019年，吸毒導致全球近50萬人死亡?，F階段全世界禁毒形勢相當嚴峻，需加大手段解決毒品問題、遏制毒品蔓延，而高效、準確的毒品檢測技術對禁毒工作起到非常重要的作用。

排查涉毒人員需要專業的快速檢測技術，以檢材的不同來分類，目前主要的毒品快速檢測技術包括尿液、血液、唾液和毛發等檢測技術。不同的檢材適用的范圍也不同，在不同的案件中作用也不相同。唾液、尿液、毛發主要用來做吸毒人員的快速篩查，血液主要用于實驗室定性檢測?？焖俸Y查適用于現場檢測快速出結果，而實驗室定性檢測結果主要作為涉毒的法律依據。

1　毒品快速檢測技術

根據公安部發布的《吸毒檢測程序規定》[2]，毒品檢測包括現場檢測、實驗室檢測和實驗室復檢。實驗室檢測由于存在檢測周期長、設備昂貴、檢測成本高等問題，不能滿足禁毒工作中對現場檢測的要求。目前能夠滿足現場快速檢測要求的技術主要有酶聯免疫分析技術（ELISA）、膠體金法、時間分辨熒光免疫層析法、量子點熒光免疫層析法、膠體碳法等。

1.1　酶聯免疫分析技術

酶聯免疫吸附分析法是一種以通用酶作為標記物的非均相免疫分析技術[3]。檢測原理是將抗原或抗體結合到固相載體的表面，并使用酶標記抗原或抗體，保持酶的催化活性和抗原或抗體的免疫活性。在測定中，樣品和酶標記的抗原或抗體以不同的步驟與固相載體表面上的抗體或抗原反應。通過洗滌，可以分離其他物質以保留在固體載體上形成的抗原和抗體復合物。最后，結合在固體載體上酶的量與樣品中檢測到的物體的量具有一定的比例。加入酶底物后，酶催化使其變為有色物質，通過這種有色物質的量和顏色變化的深度可以定性或定量待測樣品中的成分。由于酶的高催化效率，該方法可以實現相對較高的檢測靈敏度，并且可以應用于毒品和精神活性物質的檢測。

1.2　膠體金免疫層析技術

免疫層析技術是一種基于抗原和抗體特異性免疫反應的膜檢測技術，它具有操作簡單、快速的特點，被廣泛應用于毒品檢測、臨床診斷、食品安全、環境監測等領域。毒品免疫層析技術通常采用競爭法，以固定有檢測線和質量控制線的條形纖維色譜材料為固定相，測試液為流動相，標記抗體固定在結合墊上，分析物通過毛細管作用在色譜條上移動。該技術利用的是抗體抗原反應的高度特異性，通過抗體競爭結合特異性抗原（包被抗原）和樣品中可能含有的被檢測物（毒品）的原理。

膠體金是一種常用的免疫標記技術[4]，是以膠體金作為示蹤標志物應用于抗原抗體的一種免疫層析技術。試紙條含有一種特定的合成抗原（包被抗原），該抗原事先被固定在膜上的測試區，結合墊含有一種針對特定毒品標記的特定單克隆抗體；測試時，樣本滴入檢測孔內，樣本隨之在毛細效應下向上層析。當樣本中的毒品濃度低于閾值或者沒有待測毒品時，膠體金標記的特異性抗體不能被樣本中的毒品全部結合，剩余的膠體金標記的特異性抗體在層析過程中會被固定在測試區（T）上的包被抗原結合，出現紫紅色條帶；當樣本中的待檢測毒品濃度高于臨界值時，膠體金標記的特異性抗體被樣本中的毒品全部結合，在測試區內（T）上的包被抗原沒有可以結合的特異性抗體，所以不會出現紫紅色條帶。在質控區內（C）標記的是多克隆抗體，無論樣本中是否存在待測藥物，抗體都會與層析過程中的單克隆抗體結合形成紫紅色條帶。所以出現在質量控制區域（C）的紫紅色帶可以判定樣品是否充足，以及層析過程是否正常，這也是試劑的內部控制標準。

金標免疫層析法簡便、快速、穩定，檢測結果保存有效期長（可達2～3年）。目前已被廣泛應用于病毒、細菌、毒品及各種蛋白質的檢測，常見的毒品快檢產品包括尿液檢測卡、唾液檢測卡等，檢測時間只需5～10分鐘，這大大促進了該方法的普及應用。

1.3　時間分辨熒光免疫技術

傳統免膠體金技術具有簡單快速的優點，但是靈敏度較差，在定量分析方面不夠準確。作為一種新的免疫檢測技術，熒光免疫層析法不僅保留了傳統膠體金技術在現場快速檢測的優勢，還增加了熒光檢測技術的高靈敏度特性，這已成為提高免疫層析法檢測性能的主要途徑之一。

時間分辨熒光免疫技術是一種基于鑭系元素標記抗原或抗體，并結合時間分辨測定技術的新型非放射性微量免疫分析技術。技術原理是使用具有雙功能基團結構的螯合劑在抗體（或抗原）上標記鑭系元素，并通過免疫反應形成復合物。由于鑭系元素可以發射熒光，因此可以分離和去除未結合的組分，并且可以通過時間分辨熒光計測量熒光強度，從而推測待測物質的含量[5]。

時間分辨熒光免疫分析技術具有靈敏度高、特異性強以及能消除常規熒光測定中的高背景等優點，被廣泛應用于內分泌激素檢測、腫瘤科檢查、毒品檢測、藥物檢測分析等方面。

1.4　量子點免疫熒光技術

量子點（又稱“半導體納米粒子”）由Ⅱ～Ⅵ族或Ⅲ～Ⅴ族元素組成，其半徑小于或接近激光玻爾半徑，是可以接受激發光產生熒光的一類半導體納米顆粒。由于其激發光譜寬、發射峰窄，以及多色性和抗光漂白性等優點，已成為現代均相免疫分析技術的重要熒光標記物。

量子點免疫層析法采用量子點熒光探針作為標記物，不僅充分體現了免疫層析法簡單、快速、特異性強的優點，還展示了量子點的高靈敏度及其熒光特性，顯示出巨大的發展潛力和廣闊的應用前景[6]。然而，量子點的應用仍存在一些問題。首先，量子點在不同狀態之間的轉換會導致熒光閃爍的出現，這會影響單個量子點的檢測結果。其次，隨著量子點的逐漸激發，其熒光強度會逐漸變強，影響定量檢測。最后，在定量檢測過程中，需要發光強度具有穩定性，強度的變化會影響檢測結果的準確性。這些問題的有效解決將極大地促進量子點熒光免疫技術的應用。

1.5　膠體碳免疫層析技術

膠體碳免疫層析技術是近年發展起來可替代膠體金的新型體外診斷技術。膠體碳是一種納米材料，經特殊活化處理后具有良好的生物相容性。作為標記物，在穩定性、靈敏度、檢測線性范圍、有效期、對全血樣本的耐受性、環保、低成本等方面都超越了膠體金[7]。

常見毒品檢材包括尿液、血液、唾液、毛發等，其中尿液、血液、唾液可反映近期的涉毒情況，毛發可反映吸毒史。在進行現場檢測時，尿液、血液、唾液僅需進行簡單處理或者不需要前處理直接檢測；而毛發樣本在進行檢測前需進行不同方式的前處理，然后選用合適的方法檢測。

不同的檢測分析技術在毒品現場檢測應用上各有優缺點。酶聯免疫法操作復雜，所需檢測時間長，對人員專業性要求較高，不適用于毒品現場快速檢測。尿液或者唾液中的毒品含量相對較高，而毛發中毒品含量比較低，對靈敏度要求較高。膠體金法由于靈敏度較低不能滿足毛發的檢測閾值要求，但可以篩查含有毒品濃度相對較高的尿液或唾液樣本，再加上其操作簡單、檢測快速、檢測成本低等優勢，被廣泛應用于毒駕篩查、公安臨檢、刑偵緝毒、出入境檢查的快速篩查。時間分辨熒光免疫技術和量子點免疫熒光技術特異性強、靈敏度高，能夠達到公安部對于毛發檢測閾值0.2 ng/mg（以甲基苯丙胺為例）的要求，而且對人員要求較低，普通人員經過簡單培訓即可進行操作，因此更適合于毛發樣本中毒品的現場檢測。

2　毛發毒品檢測技術

當前應用最為廣泛的吸毒人員篩檢和社區戒毒監控技術是尿液樣本的免疫膠體金試紙快速檢測技術。該技術的優點是快速、簡便、廉價、穩定性好，但缺點是靈敏度有限，特異性有賴于抗體特性。另外，在突擊安檢、毒駕檢測、社區戒斷等實戰中，由于尿液取樣不可避免造成對客體隱私的侵犯，需要建立專門的隱蔽場所，同時為了防止作弊，需要同性檢測人員近距離監控，更為棘手的是可疑人員不配合將嚴重影響檢測工作進行。因此，吸毒人員尿液樣品檢測仍嚴重受制于可疑人員配合度和樣品提取環境等因素，其檢測工作效率極低，給民警執法帶來諸多不便。

毛發檢測吸毒是近年發展起來的新方法，其優點是可以檢測出一個人較長一段時間內是否吸毒（半個月至6個月）、無創采集，并且樣品無需冷藏、不怕污染，容易長時間保存。毛發檢測吸毒的方法無需每月都檢，可以降低檢測頻率（每季度一次或半年一次），提高工作人員的效率，被檢測人員亦無需高頻率地往返特定場所進行檢測。但在毛發中的毒品及其代謝產物濃度顯著低于尿液，現有免疫膠體金試劑板檢測技術靈敏度較低、可靠性不高，不適合用于毛發檢測吸毒。

3　抗體技術

無論是膠體金免疫層析技術還是膠體碳免疫層析技術，都依賴于特異性抗體。目前毒品檢測抗體幾乎都是小鼠雜交瘤單克隆抗體。由于毒品都是小分子，以及雜交瘤單克隆抗體本身存在的缺陷，目前市場上的毒品檢測單克隆抗體普遍存在許多問題，如靈敏度不高、不同分子間的交叉干擾、藥物干擾、熱穩定性差、批次間差異大、雜交瘤退化造成抗體活性衰減等[8]，嚴重影響檢測的可靠性。尤其是藥物干擾造成的假陽性是吸毒檢測的大忌。目前最常用的冰毒檢測抗體卻通常有麻黃堿、偽麻黃堿（感冒藥常用主要成份）、甲氧那明（平喘藥物）、司來吉蘭（帕金森病用藥）等交叉反應，在檢測過程中常常給一線民警帶來困惑。因此，毒品檢測的免疫層析技術的關鍵是抗體原料。由于小鼠雜交瘤單克隆抗體本身缺陷的限制，要解決這個根本問題必須從抗體研發新技術上尋找突破。

羊駝重鏈抗體（HcAb）為天然存在的僅由兩條重鏈組成的特殊抗體，只包含一個重鏈可變區（Variable domain of heavy chain antibody，VHH）和兩個常規的CH2與CH3區。羊駝重鏈抗體通過重鏈上的一個可變區（VHH）結合抗原，該可變區可以單獨穩定地在體外存在，被稱為“納米抗體（Nanobody）”。納米抗體晶體寬為2.5 nm，長4 nm，分子量僅為傳統完整抗體的1/10（約15 KD），但依然具有完整的抗原識別能力，一般通過噬菌體篩選得到完整抗體序列。得益于納米抗體微小的結構、完整的抗原識別能力以及噬菌體篩選技術，納米抗體表現出高親合力、高特異性、強穿透性、易于改造和表達等特點，并且由于可以獲得抗體完整序列，納米抗體可以通過體外重組表達高質量穩定生產，有效避免傳統抗體的批次間差異問題。

和傳統抗體相比，VHH分子量小、結構簡單。得益于分子量小的優勢，VHH更進一步具有以下特征：（1）和靶點結合特異性更強；（2）更高的組織穿透力；（3）更高的穩定性，可耐熱60 ℃；（4）適合工業化大規模生產；（5）更容易進行體外改造和優化；（6）更容易進行基因設計，根據應用目的場景設計合適的抗體。

開發用于毒品檢測的新型納米抗體對毒品檢測技術的改進具有革命性意義，可從根本上有效解決目前毒品檢測領域中的諸多問題[9]。如果結合膠體碳技術制備基于納米抗體的毒品檢測膠體碳熒光免疫層析試劑盒，則可快速形成一線產品推向市場，為一線民警提供快速、簡便、靈敏、特異性好、穩定可靠的毒品檢測產品，為禁毒事業做一份貢獻。

4　國內市場狀況與分析

自2018年底，毛發類毒品檢測技術與產品在市場上全面推廣，發展近三年來，檢測技術呈現上升和穩定的趨勢。目前，我國從事毒品檢測試劑生產的企業有一百多家，主要集中在浙江、江蘇、廣東、北京、上海，福建、四川、湖北、湖南、天津等地。

國內在冊吸毒人數約200萬人[10]，潛在吸毒人數超1 000萬人，廣西在冊吸毒人數為15萬人左右，近年來吸毒人數增長放緩，但復吸率仍居高不下。目前，我國毒品檢測試劑生產銷售的年產值在幾億元人民幣[11]。尿檢版需要有三類醫療器械注冊證才能在國內銷售，但利潤低，企業多以出囗為主。2018年10月公安部推出《涉毒人員毛發樣本檢測規范》以來，毛發毒品檢測成為一個新的增長點，目前主要在公安內部使用。未來隨著毛發毒品檢測行業標準的制訂、三類醫療器械注冊證申報，毛發毒品檢測將向民用市場推廣，包括公務員檢測、征兵檢測、駕使員年檢測、機場及海關例行檢測等，增量市場規模將達每年百億元人民幣。另外，國外新型毒品濫用趨勢不斷上升，但檢測試劑技術并未跟上，比如芬太尼濫用在歐美國家已成為嚴重的社會問題，但由于沒有好的芬太尼檢測試劑，造成監管困難。廣西產研院生物制造技術研究所有限公司已研發出高靈敏的芬太尼檢測抗體和試劑盒，該檢測試劑在歐美國家市場有非常好的推廣應用前景。

目前，我國從事毒品檢測試劑生產企業雖然有上百家，但有研發創新能力的不多，大多企業僅用市場現有的抗體和技術來生產；對于毒品檢測試劑固有的一些問題沒有解決能力，比如抗體的靈敏度和交叉反應等問題。

5　結束語

近年來，我國毒品形勢發生了深刻的變化，毒品的種類向多元化快速發展，現有的快速檢測技術仍停留在對嗎啡、氯胺酮、海洛因、大麻等常見毒品的檢測，公安機關不能及時發現新型毒品的吸毒人員。因此，亟需加快對新型毒品快速檢測技術和儀器設備的研發，為公安機構提供快速、高效率的毒品普查、篩查工具。

[1]楊雪. 《2021年世界毒品報告》: 互聯網對全球毒品供應鏈的影響顯著增強[N]. 中國禁毒報，2021-9-3(6).

[2]唐曉勇. 公安部公布《吸毒檢測程序規定》[N]. 人民公安報，2009-10-16(1).

[3]李陽，孫杰燕. 免疫分析方法在毒品檢測中的應用與進展[J]. 科學之友，2011，463(4): 6-7.

[4]張瑩，馮海，吳秋平，等. 膠體金免疫層析技術的研究進展[J]. 現代生物醫學進展，2015，15(12): 2349-2351.

[5]喻洪江，孔慶波，方少華. 熒光免疫層析技術在毛發樣本嗎啡檢測中的應用[J]. 動物醫學進展，2022，43(7): 119-123.

[6]劉睿軒，朱全紅. 生物標志物檢測方法的研究進展[J]. 中國現代應用藥學，2020，37(3): 378-384.

[7]黃德智，蒲曉允. 免疫層析技術的發展及在POCT中的應用[J]. 國際檢驗醫學雜志，2019，40(5): 594-597.

[8]ASTURIAS-ARRIBAS L, ALONSO-LOMILLO M A, DOMINGUEZ-RENEDO O, et al. Sensitive and selective cocaine electrochemical detection using disposable sensors[J]. Analytica Chimica Acta, 2014, 27: 834-830.

[9]解啟文，黃墩，李婧，等. 毒品形勢分析及檢測方法研究[J]. 自然雜志，2017，39(6): 437-444.

[10]二〇二一年中國毒情形勢報告[N]. 中國禁毒報，2022-6-28(3).

[11]中國POCT檢測試劑行業發展趨勢分析與未來投資預測報告[R]. 北京: 前瞻產業研究院，2021.

Rapid Detection Technology and Application of Drugs

At present, the rapid screening of drug users is mainly achieved by testing urine, saliva and hair. In recent years, rapid drug detection technology has made great progress, providing good conditions for timely detection of suspected drugs and drug users on the scene, and laying a foundation for combating drug crimes. Compared with urine and saliva, hair has the advantages of convenient sampling, stable nature, easy preservation, long detection time limit and wide application range. The article introduces the commonly used rapid drug detection technologies and their applications in the detection of hair poisoning products, and briefly analyzes the domestic market situation.

drug detection, rapid detection technology, hair, domestic market analysis

D919

A

1008-1151(2023)07-0074-03

2023-03-10

南寧市優秀青年科技創新創業人才培育項目（RC20220106）。

曹志強（1970－），男，廣西產研院生物制造技術研究所有限公司高級經濟師，研究方向為經濟管理。

王則奮（1985－），男，廣西產研院生物制造技術研究所有限公司高級工程師，博士，研究方向為蛋白純化。